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技術(shù)專題
電子設(shè)備的老化測試
一旦計劃生產(chǎn)任何新板，就可能要為新產(chǎn)品計劃一系列測試。這些測試通常側(cè)重于功能，對于高速/高頻板，則側(cè)重于信號/電源完整性。但是，您可能打算讓產(chǎn)品在很長一段時間內(nèi)運行，并且需要一些數(shù)據(jù)來可靠地對產(chǎn)品的使用壽命設(shè)置較低的限制。
除了在線測試，功能測試以及可能的機械測試之外，組件和電路板本身也可以從老化測試中受益。如果您打算大規(guī)模生產(chǎn)，最好在大批量生產(chǎn)之前進行。
什么是老化測試？
在老化測試過程中，特殊老化板上的組件要承受或超過其額定工作條件，以消除可能在其額定壽命之前過早失效的任何組件。這些操作條件可以包括溫度，電壓/電流，操作頻率或指定為上限的任何其他操作條件。這些類型的壓力測試有時稱為加速壽命測試（HALT / HASS的子集），因為它們模擬了組件在較長時間和極端條件下的運行。
這些可靠性測試的目的是收集足夠的數(shù)據(jù)以形成浴盆曲線（示例如下所示）。不幸的是，“嬰兒死亡率”部分包括由于制造缺陷而導(dǎo)致的早期組件故障。這些測試通常在125°C下進行。
浴缸曲線顯示產(chǎn)品可靠性
浴缸曲線顯示產(chǎn)品可靠性
可以使用原型板在125°C或高于預(yù)期基材材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的條件下進行老化測試和環(huán)境應(yīng)力測試。這將提供有關(guān)板的機械應(yīng)力故障的一些極端數(shù)據(jù)以及有關(guān)組件故障的數(shù)據(jù)。老化測試包括兩種不同類型的測試：
靜態(tài)測試
靜態(tài)老化僅涉及向每個組件施加極端溫度和/或電壓而無需施加輸入信號。這是一種簡單，低成本，加速的壽命測試。只需要將探針插入環(huán)境室中，使該室達到溫度，然后將設(shè)備升高至所需的施加電壓。此類測試最適合用作熱測試，以模擬極端溫度下的存儲。在測試期間施加靜態(tài)電壓不會激活設(shè)備中的所有節(jié)點，因此無法全面了解組件的可靠性。
動態(tài)測試
這種類型的測試包括在老化板暴露于極端溫度和電壓下時，向每個組件施加輸入信號。由于可以評估IC的內(nèi)部電路的可靠性，因此可以更全面地了解組件的可靠性。可以在動態(tài)測試過程中監(jiān)視輸出，從而準(zhǔn)確了解板上的哪些點最容易出現(xiàn)故障。
任何導(dǎo)致故障的老化測試都需要進行徹底檢查。在原型板的壓力測試中尤其如此。這些測試在時間和材料上可能既耗時又昂貴，但是對于最大化產(chǎn)品的使用壽命和確定設(shè)計選擇至關(guān)重要。這些測試遠遠超出了在線測試和功能測試，因為它們將新產(chǎn)品推向了極限。
板級與組件級可靠性測試
老化測試并非專門針對原型板的壓力測試，通常將其命名為HALT / HASS。老化測試以及其他環(huán)境/壓力測試可以揭示板級和組件級的故障。這些測試可以完全在規(guī)格或高于指定的工作條件下執(zhí)行。
一些電路板設(shè)計人員可能會不愿意接受超出組件規(guī)格或超出電路板/組件預(yù)期工作條件的老化測試和其他壓力測試得出的結(jié)果。其背后的邏輯是，在預(yù)期的環(huán)境中部署時，電路板和/或組件永遠不會看到此類操作條件，因此測試結(jié)果必須無效。這錯過了通常過度測試的老化測試和壓力測試的重點。
板級壓力測試可以在您的下一個設(shè)計中防止此類災(zāi)難。
板級壓力測試可以在您的下一個設(shè)計中防止此類災(zāi)難。
超出規(guī)格運行這些測試可以找到更多的故障點。連續(xù)運行多個測試可以使您了解這些故障點是如何隨著時間推移而出現(xiàn)的，從而使您更好地了解可靠性。超規(guī)格運行只會大大延長產(chǎn)品的使用壽命，并讓您更深入地了解浴缸曲線。
如果您可以解決在超規(guī)格測試中發(fā)現(xiàn)的任何故障點，則可以顯著延長成品板的使用壽命。如果您可以使用設(shè)計軟件中的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)進行訪問，則可以輕松地更換具有較長額定壽命的合適替換組件。所有這些步驟對延長成品的使用壽命大有幫助